播期对冬油菜越冬率及生理生化特性的影响

【研究目的】研究不同播期条件下冬油菜越冬率及其叶片中SOD活性、可溶糖含量、可溶蛋白含量、游离脯氨酸含量,以便分析不同播期对冬油菜越冬率及生理生化特性的影响;【方法】调查了不同播期条件下冬油菜的越冬率,并对不同播期条件下冬油菜叶片中SOD活性、可溶糖含量、可溶蛋白含量、游离脯氨酸含量进行了测定;【结果】播期对SOD活性、可溶糖含量、可溶蛋白含量、游离脯氨酸含量有一定影响。在8月16日、8月23日、8月30日、9月6日4个不同播期处理中,播期1和播期2具有较高的SOD活性、可溶糖含量、可溶蛋白含量和游离脯氨酸含量,播期3和4的SOD活性、可溶糖含量、可溶蛋白含量和游离脯氨酸含量较低,这与其越冬率变化趋势基本一致;【结论】适期早播可提高冬油菜的越冬率,而播期影响冬油菜的越冬率主要是不同播期条件下生理生化特性变化所致。     

白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的研究

为探究白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒机理差异的原因。以8个抗寒性不同的冬油菜品种为材料,采用大田试验和盆栽试验相结合的方法,待油菜长至5~6片真叶时,大田试验进行植物学形态,干物质积累量的测定,盆栽试验按24℃→10℃→5℃→0℃→-5℃→-10℃各48 h依次降温处理后测定生理生化指标。结果表明,白菜型冬油菜冬前生长点洼陷,幼苗匍匐生长,干物质积累主要集中在地下部分,其中白菜型冬油菜地下部鲜质量与地下部干质量较甘蓝型冬油菜平均增加了236.1%,263.0%,说明抗寒性强的冬油菜能够在营养生长阶段将光合有机产物优先运输到地下部,建立庞大的根系,为安全越冬提供代谢能量。随着温度的变化,不同类型冬油菜的生理生化活性有较大的差异,-5℃时陇油7号SOD活性较CK增加了10.7%,0℃时陇油7号CAT、POD活性较CK分别增加了24.7%,28.6%,而0℃时白菜型冬油菜SP含量较甘蓝型冬油菜平均增加了32.3%,-10℃时白菜型冬油菜的SS含量较甘蓝型冬油菜平均增加了71.4%,-10℃甘蓝型冬油菜MDA含量较白菜型冬油菜平均增加了52.8%,这说明抗寒性强的品种在低温条件下能够保护自身免受损伤,其中CAT、POD、SP是抵抗冷害的保护性物质,SOD、SS是抵御冻害的保护性物质。白菜型冬油菜比甘蓝型冬油菜在形态学及生理水平上都具有明显的优势,形态学上的优势使其有利于抵御极端低温天气,提供维持越冬及冬后返青所需的代谢能量;生理水平上,低温胁迫后保护性酶活性、调节性物质含量增加,能够有效地保护细胞膜结构,MDA含量减少,可以缓解低温对冬油菜叶片的伤害,从而保证高越冬率,为北方白菜型与甘蓝型冬油菜抗寒性研究提供理论依据。     

河西走廊种植冬油菜的环境效应

设置田间试验及风洞试验, 对河西走廊的冬油菜、冬小麦、麦茬和春播4种地表类型的有关指标的测试分析表明, 冬油菜地表的覆盖度、土壤含水量、起动风速均最高, 分别达95%、11.8%和14 m s^-1;其风蚀模数最小, 仅为春播处理的1/25;其距地面20 cm高的气流层内, 风蚀物输送量为0.113 g m^-2 min^-1, 是春播地的1/206;其地表1 g风干土的土壤有机质、碱解N、速效P、速效K、土壤过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶活性和微生物数量等的损失量分别是春播地的1/29、1/8、1/2.6、1/15、1/42、1/11、1/6.5、1/6和1/27。可见, 冬油菜在河西走廊等北方地区推广种植, 能有效减少土壤有机质、速效N、速效P、速效K以及酶活性和微生物等的损耗, 显著减弱农田地表风蚀沙漠化发展, 抑制沙尘暴的尘源供给, 增进生态环境保护和社会经济效益。     

EMS诱变对北方白菜型冬油菜农艺性状与品质的影响

为探讨甲基磺酸乙酯(EMS)处理对北方白菜型冬油菜农艺性状和品质的影响,丰富白菜型冬油菜的种质资源,利用不同浓度(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)EMS溶液对白菜型冬油菜陇油7号种子进行处理,对M_1形态学特征和农艺性状、M_2籽粒品质变化进行分析。结果表明:EMS处理使白菜型冬油菜产生较大变异,叶片出现嵌合性白化、花瓣白化、雌雄蕊畸形,除分枝数增加外,株高、主花序有效长度、主花序有效角果数、全株有效角果数、角果长度、角果粒数、千粒重等均显著降低,脂肪酸含量发生较大变化;在M_2中筛选到3株芥酸含量较低的植株和1株低硫苷含量植株,3株芥酸含量较低植株的油酸含量分别为48.56%、47.57%、45.08%,平均比对照高出15个百分点,芥酸含量分别为17.89%、19.03%、19.37%,平均比对照低10个百分点;低硫苷植株硫苷含量为21.97μmol·g~(-1)。产生有利变异的EMS处理浓度为0.3%~0.6%,处理时间为6 h。     

抗寒复合剂对白菜型冬油菜生长发育及产量性状的影响

以超强抗寒性冬油菜品种陇油6号、陇油7号和弱抗寒性品种天油2号、天油4号为材料,研究了低温(-5℃)胁迫下几种抗寒复合剂对白菜型冬油菜叶片相对电导率、丙二醛含量及越冬率、农艺性状、生育期、经济系数、产量变化的影响。试验设6种处理:T1,蒸馏水(CK);T2,20 mg·L~(-1)ABA;T3,20 mg·L~(-1)ABA+300 mg·L~(-1)PEG-6000;T4,20 mg·L~(-1)ABA+50 mg·L~(-1)PP333;T5,20 mg·L~(-1)ABA+300 mg·L~(-1)PEG-6000+50 mg·L~(-1)PP333;T6,20 mg·L~(-1)ABA+300 mg·L~(-1)PEG-6000+50 mg·L~(-1)PP333+10 g·L-1尿素。结果表明,喷施抗寒复合剂能显著提高白菜型冬油菜的越冬率,其中T5处理越冬率达到91.97%,较CK增加18.87%;抗寒复合剂处理,参试材料叶片相对电导率和丙二醛含量在各个处理下较CK平均降低25.43%和25.36%,并且使根颈直径、全株有效结角数、单株产量、经济系数、产量显著增加,生育期延长。通过隶属函数法和主成分打分,不同抗寒复合剂的抗寒效果为T5T6T4T3T2CK。     

北方旱寒区北移冬油菜生长发育特性

采用多点试验,对冬油菜在原种植区(天水)与北移种植区(张掖等)的主要气候因子、越冬率、生育时期及经济性状进行分析比较。研究结果表明,冬油菜北移后越冬率由原种植区的93.0%~100.0%降为40.0%~95.0%;生育期由280~284 d延至287~289 d,其冬前与冬后生长期缩短,而越冬期延长1倍左右,即140 d左右,整个生长期呈"短-长-短"的特点,即营养生长有效期缩短及营养生长至生殖生长的过渡期均缩短;株高与分枝部位降低,分枝数减少,单株角果数减少,但千粒重、角粒数等相对增加。冬油菜北移后产量发生了较大变化,抗寒性弱的早熟品种天油8号由原种植区的2 518.8 kg hm-2降为1 666.5 kg hm-2,减产34.0%,而抗寒性强的晚熟品种陇油6号等由原种植区的741 kg hm-2增加到3 333 kg hm-2,增幅349.5%。由于生长在相对恶劣的气候生态条件下,越冬期漫长而极端低温低,北移冬油菜栽培品种必须具备优异的抗寒性,同时采用合理播期和密度,保证冬前营养生长期和营养生长量,以确保安全越冬。     

不同生态条件下白菜型冬油菜性状差异分析

在4个生态区种植11个不同抗寒性白菜型冬油菜品种,探讨北移种植后冬油菜生育期进程、农艺性状、品质等的变化特征及与主要生态因子间的相关性。结果表明:与原种植区(天水)相比,冬油菜北移后其生育期进程发生明显改变,主要表现在冬前生育期缩短,越冬期延长;越冬后返青期~成熟期生育期总天数不变,但早期(返青期~终花期)生育期进程加快,而角层期延长。北移种植后冬油菜株高、分枝部位降低,主花序变短、单株角果数减少,分枝数增加,株型变差;角粒数、千粒重增加,角、粒性状改善。含油量、油酸、亚麻酸、芥酸含量增加,亚油酸、廿碳烯酸、硫苷含量降低;油酸、亚麻酸含量与纬度、海拔呈显著正相关,与降雨量、年均温度、最冷月温度呈显著负相关;廿碳烯酸、硫苷与油酸、亚麻酸表现相反。冬油菜北移后株型变差,角、粒性状改善;冬前生育期变短,越冬期延长,返青后生育期加快,而角层期延长,有利于粒重增加;籽粒含油量增加,高纬度、高海拔有利于油酸、亚麻酸积累,而高降雨量、低温有利于廿碳烯酸积累。     

白菜型冬春性油菜杂交后代抗寒性变异分析

选用抗寒性强的白菜型冬油菜(陇油7号和陇油9号)与优质春油菜(Parkland)杂交的后代群体(F1,F2和BC1)为研究对象,以降温前后的油菜SOD、POD、CAT、可溶性蛋白和MDA等5个生理生化特性的变异情况为依据,结合越冬率数据对杂交后代进行抗寒性分析。研究表明:降温后,所有单株的生理生化指标都增加。降温前SOD、POD、CAT、可溶性蛋白和MDA值分别介于131.16~489.50 U·g-1、8.59~68.44 U·g-1、2.63~20.85 U·g-1、2.53~7.80 mg·g-1和3.69~13.67 mg·g-1。降温后,分别为290.87~796.88 U·g-1、22.63~101.5 U·g-1、8.89~48.30 U·g-1、4.46~10.68 mg·g-1和5.77~21.25 mg·g-1。生理生化指标和越冬率均发生分离,F1代生理生化变异系数小,而以冬性亲本为母本的后代越冬率(70.27%)高于春性亲本为母本的后代(64.48%)。F2代和BC1代变异较大,其中BC1代中以冬性亲本为轮回亲本的群体越冬率(71.43%~76.19%)明显高于以春性亲本为轮回亲本群体的越冬率(38.46%~43.75%)。相关性分析表明这5个生理生化特性与越冬率极显著相关,相关系数分别为0.597、0.757、0.665、0.567和-0.663。分析结果表明各项生理生化指标结合越冬率对冬春杂交后代的抗寒性分析是可行的,能够筛选出抗寒优良单株,为白菜型冬油菜品质改良提供基础材料。     

北方冬油菜抗寒性的形态与生理机制

【目的】低温是影响中国北方冬油菜生长的重要因素之一,冬油菜抗寒机制研究至关重要。从形态、生理、解剖等水平对冬油菜抗寒特性进行研究,探讨各相关指标与冬油菜抗寒性之间的关系,筛选可靠的抗寒鉴定指标,建立冬油菜抗寒性评价数学模型,为中国北方冬油菜抗寒种质筛选及品种抗寒性鉴定提供依据。【方法】对7个不同抗寒性代表性冬油菜品种幼苗进行低温处理,观察其生长习性和叶片解剖特征,测定叶片的生理生化指标、根颈直径及根部干重,采用主成分分析、回归分析、聚类分析和通径分析等方法,对抗寒性进行分析并建立抗寒性评价模型。【结果】研究结果表明,冬油菜低温半致死温度（LT50）与越冬率、5-0℃的POD活性变化、0--5℃的CAT活性变化、10-5℃的游离脯氨酸变化量（X1）、5-0℃的可溶性蛋白变化量（X2）、生长习性（X5）、根颈直径及地下部干重（X6）呈显著负相关,与0--5℃的POD变化量、栅海比（X3）、栅栏组织厚度、叶片厚度和气孔面积（X4）呈显著正相关。【结论】主成分分析得到7个品种抗寒性排序与田间越冬率一致;以回归分析筛选出6个指标建立冬油菜抗寒性评价数学模型：Y=-7.58-0.018X1-0.542X2+3.903X3-0.002X4+0.195X5-0.066X6,（R2=1.000）;聚类分析将7个品种按抗寒性强弱分为5类,抗寒性强的类型中冬油菜苗期表现匍匐生长,栅海比小,气孔面积小,地下部干重大,Pro活性和SP含量随温度降低增加量大,与之前所做抗寒性排序一致,通径分析表明可溶性蛋白的含量变化是影响冬油菜抗寒性的直接因素。     

北方冬油菜养分积累特点及与产量性状的灰色关联度分析

为促进油菜的北方布局,针对北方寒旱区冬油菜养分吸收与利用等问题,采用12个白菜型冬油菜和甘蓝型冬油菜品系,对不同品系冬油菜的干物质和养分积累量、产量性状进行测定。结果表明,甘蓝型冬油菜产量性状显著优于白菜型冬油菜,甘蓝型冬油菜的株高、分枝高度、主花序角果数、单株角果数、角粒数、千粒重、单株产量和小区产量等8个产量性状分别较白菜型冬油菜高出12.41%、108.11%、56.21%、66.91%、5.71%、70.79%、103.55%、103.87%。甘蓝型冬油菜干物质单株产量平均为67.693 g/株,为白菜型冬油菜的191.612%。白菜型冬油菜单株氮磷含量要高于甘蓝型冬油菜,分别高出2.481%、29.423%; 单株钾含量低于甘蓝型冬油菜,低34.826%。由于同一生态区的甘蓝型冬油菜干物质产量大于白菜型冬油菜,所以甘蓝型冬油菜单株氮磷钾积累量较白菜型冬油菜显著高出84.647%、50.000%、158.616%。冬油菜中养分积累总量趋势均呈K>N>P,氮、磷元素主要积累在籽粒中;钾元素主要积累于茎和果壳中。甘蓝型冬油菜每100 kg籽粒需氮6.554 kg、磷0.463 kg、钾14.612 kg;白菜型冬油菜每100 kg籽粒需氮7.143 kg、磷0.572 kg、钾10.467 kg;甘蓝型冬油菜较白菜型冬油菜氮磷素利用效率高,且对钾素需求量大。